海上平台井控应急抢险技术智能化发展方向分析

刘学达 陈帆

1. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452

2. 中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300452

经过多年的发展，目前海洋石油资源已成为我国增储上产的主力，海洋石油的勘探开发对我国经济建设和能源安全具有十分重要的意义。海洋石油资源勘探开发多依靠海上平台，井控应急抢险技术是在海上平台出现井喷、爆炸等严重事故时，及时对灾情进行控制并恢复平台正常生产状态的一系列方法，是保障海洋石油资源安全高效开发的重要保障。随着时代的进步、科技的发展，为了进一步提高井控应急抢险的质量和效率，其技术水平的智能化、数字化已势在必行。

1 当前海上平台井控应急抢险存在的不足

1.1 对井控风险的分析和判断能力不足

海上平台井控应急抢险，主要是对事故进行及时的处理和控制，防止事故进一步扩大。但由于海上平台作业的特殊性，导致其在井控救援过程中存在一定的风险。尤其是海上平台不像陆地上那样可以依靠简单的经验来判断井控风险，对于井控风险的分析和判断积累的经验不足。

当前海上平台采用的井控救援主要是靠经验和直觉进行判断，缺乏对井控风险进行分析和判断。在井控事故发生后，指挥中心对现场情况不能做出正确判断，不能有效地采取相应措施进行处理，而对井控风险的分析和判断能力不足，不能及时有效地将井控风险控制在最低程度。这就造成了一些井在事故发生后，由于没有对现场情况进行分析和判断，而盲目地采取了一些应急措施，造成事故进一步扩大[1]。

1.2 难以对现场情况作出正确的判断

1）对现场情况不能作出正确的判断，不能有效地对应急救援人员进行指挥和协调。

2）不能对现场情况进行分析，导致救援方案无法有效制定。

3）缺少现场情况分析，导致无法制定有效的救援方案，从而错失救援时机。

4）缺乏现场情况分析，导致无法合理分配救援力量。

5）缺少对现场情况的了解，导致井控方案不合理、救援计划不明确。

6）缺少对现场情况的了解，导致对应急预案的有效性评价不足。

7）缺少对应急设备性能和使用状态的了解，导致无法有效使用。

1.3 井控救援指挥中心没有实现全流程数字化

井控救援指挥中心不能实现全流程数字化，还没有达到信息化，更谈不上数字化。目前，海上平台的井控救援指挥中心还没有实现全流程数字化，主要表现在以下几个方面：

① 井控救援指挥中心人员配备不足，不能满足现场救援的需要。目前，海上平台井控应急抢险指挥中心主要由井控管理中心的工作人员担任，但平台井控管理中心人员数量不足，在有限的人员配置中很难完成井控救援指挥的工作。

② 井控救援指挥中心设备设施不能实现数字化。目前，海上平台的井控救援指挥中心只配备了1台大屏幕显示器、1台笔记本电脑和1套应急通信设备，这些设备主要用于现场情况汇报和信息采集。但由于设备数量有限、体积较大等原因，不能进行现场信号传输和视频信号传输，无法实现对现场情况的远程监控和视频传输[2]。

1.4 井控救援技术资料管理不规范

在井控救援过程中，由于救援方案的制定、井控应急预案的实施、井控救援培训和演练、井控救援记录等，都离不开技术资料。技术资料是井控救援的重要依据，是进行井控救援的重要依据，是制定井控应急预案和完善井控应急系统的主要依据，因此技术资料管理是一项非常重要的工作。在实际操作中，技术资料管理往往存在以下问题：

① 技术资料不全、不及时。技术资料缺失或不完整、不及时，将导致在井控应急救援过程中遇到无法解决的问题，尤其在井控应急预案和技术方案中缺少必要的技术资料，将使井控应急救援工作失去方向。

② 技术资料使用不当。有些平台在井控管理人员培训过程中，由于对井控知识缺乏了解，错误地认为井控救援就是在井口进行应急演练和操作。虽然这种做法有一定的必要性，但从整个平台安全管理的角度来看是错误的。

1.5 井控救援培训和演练缺乏有效手段

目前，海上平台井控应急抢险培训和演练工作都是在井控管理中心统一组织下进行，井控管理中心对井控救援人员的培训和演练不够重视，这也是影响井控救援工作效果的一个重要因素。在现场应急演练过程中，对演练方案的细节把握不到位，应急指挥中心对演练方案的实际操作性和可操作性不够明确，缺乏有效的监督，导致演练效果不佳。此外，由于海上平台井控应急抢险工作存在一定的特殊性，井控救援技术人员对自身安全防护意识不强，在井控救援现场往往容易出现麻痹大意的心理，这也是造成井控救援工作不能有效开展的一个重要原因。

2 海上平台井控应急抢险技术智能化发展方向

2.1 井控救援设备智能化

井控救援设备智能化，主要是指井控救援设备在执行井控救援任务过程中，能够依据实际情况对设备功能进行有效优化，使其在安全的环境下发挥最大作用。目前，井控救援设备智能化的实现方式主要有2种：一种是将井控救援设备与智能控制系统进行结合，将井控救援设备作为控制系统的终端设备，进而实现对井控救援设备的智能化管理；另一种是将井控救援设备与物联网技术进行结合，实现井控救援设备的智能化控制。但是，由于井控救援设备涉及到多个学科，因此在研发过程中存在一定的困难。我国井控应急救援技术起步较晚，井控应急救援技术和装备主要依赖于国外进口，其在满足国内应急救援工作需求的同时，也存在一定的局限性。在此背景下，我国必须对井控应急救援技术进行研究和开发，不断研发和创新井控应急装备，实现井控管汇、井口装置、井口监测等关键装备的智能化升级。此外，在海上平台井控应急抢险过程中，需要考虑到平台环境、施工条件等多方面因素。因此要提高海上平台井控应急抢险设备的智能化程度，必须加强与钻井平台工作人员的沟通和交流。例如：在海上平台井控事故发生后，井上作业人员需要及时了解现场情况并将情况反馈给井控组内人员。

2.2 井控救援指挥平台的数字化

数字化技术在井控救援指挥平台中的应用，能够使井控救援指挥平台实现全面数字化、智能化。井控救援指挥平台数字化，可以实现救援数据的采集、处理、传输等功能，为井控救援指挥提供实时数据支持。

井控救援指挥平台数字化，需要将井控救援现场的各种数据进行全面采集，并将这些数据上传到井控救援指挥平台，同时利用通信网络将这些数据传输至远程控制中心。井控救援指挥平台数字化，可以实现远程控制中心与井控救援现场之间的远程沟通、指令传递、视频会议等功能，从而实现井控救援现场的实时控制和信息共享。

井控救援指挥平台数字化的实现，还需要将井控抢险模拟器与井控台进行连接。井控台是井控抢险模拟器的核心部件，在模拟器中安装有模拟装置，利用该装置可以完成对井控抢险系统的模拟操作。通过在井控抢险模拟器中安装井控台，能够使井控抢险人员掌握应急抢险过程中的各种操作技巧，提升应急抢险能力。同时利用模拟设备对井控台进行操作控制，能够在一定程度上提高井控抢险效率和井控台使用寿命。

2.3 井控救援培训教育和救援演练数字化

海上钻井平台井控救援培训教育和救援演练过程中，对安全生产的影响比较大。因此，可以借助虚拟现实技术搭建井控救援虚拟仿真场景，通过情景构建、虚拟现实技术开展井控救援培训教育和演练工作。虚拟现实技术通过利用计算机技术和传感器技术将现实场景与虚拟环境有机结合在一起，可以很好地模拟海上钻井平台井控救援现场，提升井控救援培训教育和演练工作效率。

虚拟现实技术还可以模拟海上钻井平台井控救援现场的真实环境，通过交互方式对模拟场景进行控制，让参与者可以在模拟场景中体验井控救援过程。利用虚拟现实技术开展井控救援培训教育和演练工作，能够有效提升安全生产水平，降低安全风险发生率，实现安全生产的可持续发展。

2.4 井控设备智能化检测与分析系统

井控设备智能化检测与分析系统是一种集自动化、智能化和信息化为一体的综合型系统。该系统可以利用无线网络，通过物联网技术与井控设备、井控平台进行连接，对井控设备的运行状态进行实时检测与分析。同时，还可以利用人工智能技术，对井控设备的故障类型和发生原因进行智能诊断，为井控设备维护和维修提供科学依据。

通过智能化系统对井控设备进行实时监控，一旦出现故障，可以及时发现故障位置并快速维修，缩短维修时间。同时，利用传感器技术对井控设备的运行状态进行监测，一旦出现故障可以及时报警，降低设备停机时间和设备维修成本。通过智能化系统的应用可以有效提高井控救援工作的效率和质量。

2.5 井控装备智能维护保养系统

井控装备智能维护保养系统的应用，可以通过计算机系统对井控装备进行远程监控和管理，同时结合井控装备的现场状况，对故障设备进行智能诊断和维护保养。该系统能够对井控装备的实时数据进行采集，通过传感器对数据进行检测和处理，并将数据传输到计算机系统中。在计算机系统的作用下，可以将现场图像传输到远程监控中心，在中心人员的授权下，通过远程监控系统对故障设备进行远程控制和维护保养。当设备发生故障时，维修人员可以通过网络连接到平台上的服务器，获取相关信息和数据。如果出现紧急情况需要对设备进行紧急处理时，维修人员可以通过远程控制平台上的操作手柄对设备进行遥控操作和维护保养。该系统在应用过程中，不仅能够实现远程监控、故障诊断、远程维护保养等功能，而且还能够有效降低海上平台井控应急抢险成本。

3 结束语

随着科技的发展和时代的进步，海上平台井控应急抢险智能化数字化技术也在不断完善。但是，海洋石油勘探开发平台井控救援的智能化、数字化建设在我国起步较晚，目前还处于初期阶段，一些关键技术还不够成熟。因此，要充分认识到智能化数字化技术的重要性和必要性，从井控救援智能化数字化技术的基础建设、核心技术和关键环节等方面入手，不断进行技术优化、工艺改进、设备更新等，推动我国海上石油钻井平台井控救援智能化数字化技术的发展和应用，提高井控救援的质量和效率，保障石油钻井平台井控系统的安全运行，有效预防和减少海上油气勘探开发中发生的各种事故和安全生产事故。